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[摘要]：简要的介绍软交换系统的功能、主要协议及系统构成，并分析了软交换系统技术特点和组网的优点，同时还介绍了软交换系统在超高压输电公司安宁局行政大楼通信信息技改项目中的实际应用，包括网络方案设计实现、主设备功能介绍及实施的优势特点等。
[关键词]：软交换系统 组网应用
传统的基于电路交换的程控电话交换机虽然可以为广大用户提供优质的语音及增值服务，但它仍然存在着巨大的局限性。业务种类单一，而且当一项新的业务需要提供时，就需要对全网的交换机进行改造和升级，实现难度大，周期长，成本高。软交换恰恰是实现传统程控交换机的“呼叫控制”功能的实体，传统的“呼叫控制”功能是和业务结合在一起的，不同的业务所需要的呼叫控制功能不同，而软交换是与业务无关的，它能提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制功能。
1、讲软交换定义、功能介绍及主要协议
1.1、软交换的定义：
软交换利用把呼叫控制功能与媒体网关分开的方法来沟通公用电话交换网（PSTN）与IP电话（VoIP）的一种交换技术。
软交换是下一代网络NGN的控制功能实体，是多种逻辑功能实体的集合，为下一代网络提供业务的呼叫控制和连接控制功能，是下一代电信网中语音/数据/视频业务呼叫、控制、业务提供的核心设备。
1.2、软交换主要功能介绍：
软交换主要完成呼叫控制、媒体网关接入控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能，并可以向用户提供现有电路交换机所能提供的业务以及多样化的第三方增值业务。
1）媒体网关接入功能
媒体网关功能是接入到IP网络的一个端点/网络中继或几个端点的集合，它是分组网络和外部网络之间的接口设备，提供媒体流映射或代码转换的功能。例如，PSTN/ISDNIP中继媒体网关、ATM媒体网关，支持MGCP协议和H.1248/MEGACO协议来实现资源控制、连接管理、维护管理、传输和安全等多种复杂的功能。
2）呼叫控制和处理功能
呼叫控制和处理功能是软交换的重要功能之一，可以说是整个网络的灵魂。它可以为基本业务/多媒体业务呼叫的建立、保持和释放提供控制功能，包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发检出和资源控制等。
3）业务提供功能
在网络从电路交换向分组交换的演进过程中，软交换必须能够实现PSTN/ISDN交换机所提供的全部业务，包括基本业务和补充业务，还应该与现有的智能网配合提供智能网业务，也可以与第三方合作，提供多种增值业务和智能业务。
1.3、软交换系统采用的主要协议
1）呼叫控制协议：SIP、SIP-T和BICC协议
SIP（SessionInitiationProtocol）由IETF制定，用来建立、修改和终结多媒体会话的应用层协议，有较好的扩展能力。
SIP-T（SIPforTelephones）将传统电话网信令（目前仅对ISUP消息）通过"封装"和"翻译"转化为SIP消息，提供了用SIP实现传统PSTN网与SIP网络的互连机制。
BICC协议由ITU-T制定，源于N-ISUP信令。
2）媒体网关控制协议：MGCP和Megaco/H.248协议
MGCP（媒体网关控制协议）是IETF的一个草案，是目前使用最多的媒体网关控制协议。
Megaco/H.248协议由IETF和ITU-T联合开发，它提供了控制媒体建立、连接、释放的命令与保证这些信令执行的机制，同时也可以携带一些随路呼叫信令。
3）业务层协议
可使用的业务层协议和API包括SIP、PARLAY、JAIN。为实现传统智能网业务，软交换设备还应支持INAP协议。同时基于IP的PSTN信令传送协议主要有IUA、M3UA、M2PA，这些信令协议均基于SCTP/IP进行传递。
4）其他类型协议
网络管理協议（SNMP）、资源配置管理协议（COPS）、认证计费鉴权协议（RADIUS）、网络时间同步协议（NTP）。
2、软交换系统的结构及主要组成设备介绍
2.1、基于软交换技术的网络结构
图1所示为软交换系统网络体系架构图，软交换位于网络控制层，通过与媒体层网关的交互，接收处理中的呼叫相关信息，指示网关完成呼叫，主要任务是在各点之间建立连接。
软交换是基于分组网利用程控软件提供呼叫控制功能和媒体处理相分离的设备和系统。因此，软交换其实就是将呼叫控制功能从媒体网关（传输层）中分离出来，通过软件实现基本呼叫控制功能，从而实现呼叫传输与呼叫控制的分离，为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面。
2.2、软交换系统主要设备介绍
软交换系统由以下主要设备组成，如图2软交换组成结构示意图所示：
1）SS（Soft switch）：作为系统的控制核心，完成协议适配、呼叫处理、资源管理、业务代理等，并作为系统的对外接口完成和其他系统的互联互通功能。
2）TG（Trunk Gateway）：在SS的控制下，完成媒体流转换等功能，主要用于中继（SS7信令）接入。
3）SG（Signaling Gateway）：完成电路交换网（基于MTP）和包交换网（基于IP）之间的SS7信令的转换功能。
4）AG（Access Gateway）：在SS的控制下，完成媒体流转换和非SS7信令处理等功能，主要用于终端用户/PBX接入、无线基站接入和中继（非SS7信令）接入。
5）IAD（Integrated Access Device）：完成用户端数据、语音、图像等多媒体业务的综合接入功能。 6）IP终端
目前主要指H.323终端和SIP终端两种，如IP PBX、IP Phone、PC等。
3、软交换系统在超高压安宁局行政语音交换网络中的应用
3.1、采用软交换设计实现方案详解
根据南方电网超高压安宁局新办公大楼通信规划方案，将逐步建设内部电话平台，通过信令网关、中继网关等设备与南网总调、楚雄局电话交换专网和本地公网PSTN互联。
安宁局新办公大楼行政语音交换系统采用软交换系统，主用设备为中兴通讯有限公司的ZXECS-IBX 1000设备、ZXECS-AG 17设备，IP电话采用的是ZXECS-IP PHONE E300。具体方案如下图3所示。
按照需求进行配置：安宁局（中心站）配置一套核心软交换设备（IBX1000），高端IP电话E300 30部和接入网关（AG）14个；外围电站（楚雄换流站）配置接入网关（AG）4个。
图3中安宁局软交换系统采用南方电网超高压输电公司内部IP网络来承载。核心交换设备IBX 1000通过连接内部IP网络与A、B栋各个楼层间AG相连，然后AG通过电话线缆跳至各个办公室；同时在核心交换设备IBX 1000上接入三条E1中继，管理安宁局所有语音接入设备。通过E1接口与现有南方电网总部的阿尔卡特程控交换机（PBX）互联互通，通过E1接口与本地公用电信交换网（PSTN）的交换机互联互通，并可以通过E1接口与楚雄站的哈里斯交换机互联互通。
3.2、软交换主设备功能介绍
ZXECS IBX1000综合业务软交换设备采用嵌入式操作系统设计方案，安全可靠，能够提供多种类型的业务接口，实现了VoIP语音、数据和增值业务的融合，是为企业用户提供综合业务的基础平台。
1）以灵活的方式组建多级电话网，区域自治，互联互通
ZXECS IBX1000综合业务软交换设备与安宁局原有的语音网络设备进行对接，保护了原有的资源。
2）提供丰富的业务功能，使集团用户沟通手段更加多样化
ZXECS IBX1000综合业务软交换设备能够为集团用户提供更多业务，实现数据、话音、图像业务融合和网络融合，提供更多的与IP网络结合的业务，如统一消息业务、视频会议、语音信箱业务等。
3）提供丰富的信令接口，保证多种设备接入
IP-PBX下行提供FXS/FXO/E1等接口，提供的信令接口包括中国一号信令、七号信令、ISDN-PRI信令等，可支持与原PBX相连，并允许模拟话机、IP话机、软终端等接入。上行通过LAN/WAN与Internet连接，支持SIP、H.323等协议，并通过中继接入PSTN网络。
3.3、本方案特点和优势
1）基于IP融合的、符合下一代网络要求的多业务统一承载平台，方便實现多业务统一协作，多业务统一管理；
2）组网形式灵活，扩容方便，便于以后新增变电站站点行政语音交换接入；
3）节省投资，降低使用成本；
4）网络管理和维护方便，网管界面简单易操作，可靠性和安全性高。
4、结束语
软交换系统，在满足大容量的网络需求的同时，提供了丰富的新业务支撑平台，满足日益发展的客户需要。软交换在技术上已经成熟，提供业务的能力也得到了验证。软交换系统在超高压输电公司安宁局的实际应用，成为了软交换系统在超高压输电公司的试点，试点效果非常成功，日后也将在超高压输电公司系统内进行推广应用。
参考文献
[1] 赵学军.软交换技术与应用.北京：人民邮电出版社，2004.
[2] 中国移动.软交换技术研究报告[R].2006
[3] 陈少军，王金辉.软交换调度系统双归属功能的设计与实现[J].电力系统通信，2012，33（2）：73-77.
[4] 张建周，樊强，徐伟.电力调度软交换通信网的建设研究[J].电力系统通信，2012，33（3）：5-8.
[5] 王玉东，王卉，刘丽榕.电力系统行政交换网络演进方案研究[J].电力系统通信，2013，34（2）：6-10.
[6] 于浩.电力调度系统软交换改造原则及实现[J].电力系统通信，2013，34（3）：55-58
[关键词]：软交换系统 组网应用
传统的基于电路交换的程控电话交换机虽然可以为广大用户提供优质的语音及增值服务，但它仍然存在着巨大的局限性。业务种类单一，而且当一项新的业务需要提供时，就需要对全网的交换机进行改造和升级，实现难度大，周期长，成本高。软交换恰恰是实现传统程控交换机的“呼叫控制”功能的实体，传统的“呼叫控制”功能是和业务结合在一起的，不同的业务所需要的呼叫控制功能不同，而软交换是与业务无关的，它能提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制功能。
1、讲软交换定义、功能介绍及主要协议
1.1、软交换的定义：
软交换利用把呼叫控制功能与媒体网关分开的方法来沟通公用电话交换网（PSTN）与IP电话（VoIP）的一种交换技术。
软交换是下一代网络NGN的控制功能实体，是多种逻辑功能实体的集合，为下一代网络提供业务的呼叫控制和连接控制功能，是下一代电信网中语音/数据/视频业务呼叫、控制、业务提供的核心设备。
1.2、软交换主要功能介绍：
软交换主要完成呼叫控制、媒体网关接入控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能，并可以向用户提供现有电路交换机所能提供的业务以及多样化的第三方增值业务。
1）媒体网关接入功能
媒体网关功能是接入到IP网络的一个端点/网络中继或几个端点的集合，它是分组网络和外部网络之间的接口设备，提供媒体流映射或代码转换的功能。例如，PSTN/ISDNIP中继媒体网关、ATM媒体网关，支持MGCP协议和H.1248/MEGACO协议来实现资源控制、连接管理、维护管理、传输和安全等多种复杂的功能。
2）呼叫控制和处理功能
呼叫控制和处理功能是软交换的重要功能之一，可以说是整个网络的灵魂。它可以为基本业务/多媒体业务呼叫的建立、保持和释放提供控制功能，包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发检出和资源控制等。
3）业务提供功能
在网络从电路交换向分组交换的演进过程中，软交换必须能够实现PSTN/ISDN交换机所提供的全部业务，包括基本业务和补充业务，还应该与现有的智能网配合提供智能网业务，也可以与第三方合作，提供多种增值业务和智能业务。
1.3、软交换系统采用的主要协议
1）呼叫控制协议：SIP、SIP-T和BICC协议
SIP（SessionInitiationProtocol）由IETF制定，用来建立、修改和终结多媒体会话的应用层协议，有较好的扩展能力。
SIP-T（SIPforTelephones）将传统电话网信令（目前仅对ISUP消息）通过"封装"和"翻译"转化为SIP消息，提供了用SIP实现传统PSTN网与SIP网络的互连机制。
BICC协议由ITU-T制定，源于N-ISUP信令。
2）媒体网关控制协议：MGCP和Megaco/H.248协议
MGCP（媒体网关控制协议）是IETF的一个草案，是目前使用最多的媒体网关控制协议。
Megaco/H.248协议由IETF和ITU-T联合开发，它提供了控制媒体建立、连接、释放的命令与保证这些信令执行的机制，同时也可以携带一些随路呼叫信令。
3）业务层协议
可使用的业务层协议和API包括SIP、PARLAY、JAIN。为实现传统智能网业务，软交换设备还应支持INAP协议。同时基于IP的PSTN信令传送协议主要有IUA、M3UA、M2PA，这些信令协议均基于SCTP/IP进行传递。
4）其他类型协议
网络管理協议（SNMP）、资源配置管理协议（COPS）、认证计费鉴权协议（RADIUS）、网络时间同步协议（NTP）。
2、软交换系统的结构及主要组成设备介绍
2.1、基于软交换技术的网络结构
图1所示为软交换系统网络体系架构图，软交换位于网络控制层，通过与媒体层网关的交互，接收处理中的呼叫相关信息，指示网关完成呼叫，主要任务是在各点之间建立连接。
软交换是基于分组网利用程控软件提供呼叫控制功能和媒体处理相分离的设备和系统。因此，软交换其实就是将呼叫控制功能从媒体网关（传输层）中分离出来，通过软件实现基本呼叫控制功能，从而实现呼叫传输与呼叫控制的分离，为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面。
2.2、软交换系统主要设备介绍
软交换系统由以下主要设备组成，如图2软交换组成结构示意图所示：
1）SS（Soft switch）：作为系统的控制核心，完成协议适配、呼叫处理、资源管理、业务代理等，并作为系统的对外接口完成和其他系统的互联互通功能。
2）TG（Trunk Gateway）：在SS的控制下，完成媒体流转换等功能，主要用于中继（SS7信令）接入。
3）SG（Signaling Gateway）：完成电路交换网（基于MTP）和包交换网（基于IP）之间的SS7信令的转换功能。
4）AG（Access Gateway）：在SS的控制下，完成媒体流转换和非SS7信令处理等功能，主要用于终端用户/PBX接入、无线基站接入和中继（非SS7信令）接入。
5）IAD（Integrated Access Device）：完成用户端数据、语音、图像等多媒体业务的综合接入功能。 6）IP终端
目前主要指H.323终端和SIP终端两种，如IP PBX、IP Phone、PC等。
3、软交换系统在超高压安宁局行政语音交换网络中的应用
3.1、采用软交换设计实现方案详解
根据南方电网超高压安宁局新办公大楼通信规划方案，将逐步建设内部电话平台，通过信令网关、中继网关等设备与南网总调、楚雄局电话交换专网和本地公网PSTN互联。
安宁局新办公大楼行政语音交换系统采用软交换系统，主用设备为中兴通讯有限公司的ZXECS-IBX 1000设备、ZXECS-AG 17设备，IP电话采用的是ZXECS-IP PHONE E300。具体方案如下图3所示。
按照需求进行配置：安宁局（中心站）配置一套核心软交换设备（IBX1000），高端IP电话E300 30部和接入网关（AG）14个；外围电站（楚雄换流站）配置接入网关（AG）4个。
图3中安宁局软交换系统采用南方电网超高压输电公司内部IP网络来承载。核心交换设备IBX 1000通过连接内部IP网络与A、B栋各个楼层间AG相连，然后AG通过电话线缆跳至各个办公室；同时在核心交换设备IBX 1000上接入三条E1中继，管理安宁局所有语音接入设备。通过E1接口与现有南方电网总部的阿尔卡特程控交换机（PBX）互联互通，通过E1接口与本地公用电信交换网（PSTN）的交换机互联互通，并可以通过E1接口与楚雄站的哈里斯交换机互联互通。
3.2、软交换主设备功能介绍
ZXECS IBX1000综合业务软交换设备采用嵌入式操作系统设计方案，安全可靠，能够提供多种类型的业务接口，实现了VoIP语音、数据和增值业务的融合，是为企业用户提供综合业务的基础平台。
1）以灵活的方式组建多级电话网，区域自治，互联互通
ZXECS IBX1000综合业务软交换设备与安宁局原有的语音网络设备进行对接，保护了原有的资源。
2）提供丰富的业务功能，使集团用户沟通手段更加多样化
ZXECS IBX1000综合业务软交换设备能够为集团用户提供更多业务，实现数据、话音、图像业务融合和网络融合，提供更多的与IP网络结合的业务，如统一消息业务、视频会议、语音信箱业务等。
3）提供丰富的信令接口，保证多种设备接入
IP-PBX下行提供FXS/FXO/E1等接口，提供的信令接口包括中国一号信令、七号信令、ISDN-PRI信令等，可支持与原PBX相连，并允许模拟话机、IP话机、软终端等接入。上行通过LAN/WAN与Internet连接，支持SIP、H.323等协议，并通过中继接入PSTN网络。
3.3、本方案特点和优势
1）基于IP融合的、符合下一代网络要求的多业务统一承载平台，方便實现多业务统一协作，多业务统一管理；
2）组网形式灵活，扩容方便，便于以后新增变电站站点行政语音交换接入；
3）节省投资，降低使用成本；
4）网络管理和维护方便，网管界面简单易操作，可靠性和安全性高。
4、结束语
软交换系统，在满足大容量的网络需求的同时，提供了丰富的新业务支撑平台，满足日益发展的客户需要。软交换在技术上已经成熟，提供业务的能力也得到了验证。软交换系统在超高压输电公司安宁局的实际应用，成为了软交换系统在超高压输电公司的试点，试点效果非常成功，日后也将在超高压输电公司系统内进行推广应用。
参考文献
[1] 赵学军.软交换技术与应用.北京：人民邮电出版社，2004.
[2] 中国移动.软交换技术研究报告[R].2006
[3] 陈少军，王金辉.软交换调度系统双归属功能的设计与实现[J].电力系统通信，2012，33（2）：73-77.
[4] 张建周，樊强，徐伟.电力调度软交换通信网的建设研究[J].电力系统通信，2012，33（3）：5-8.
[5] 王玉东，王卉，刘丽榕.电力系统行政交换网络演进方案研究[J].电力系统通信，2013，34（2）：6-10.
[6] 于浩.电力调度系统软交换改造原则及实现[J].电力系统通信，2013，34（3）：55-58